广东海洋大学地球物理流体力学考博真题

1. 考博信息网官网：http://www.kaoboinfo.com/
2. 广东海洋大学历年考博真题下载专用页面：http://www.kaoboinfo.com/shijuan/school/408061_1_2512461.html

广东海洋大学地球物理流体力学考博真题（精选）

一、真题文本

二、答案解析（附考点定位、核心要点及学科意义）

地球物理流体力学核心解析

简述题答案

1. β- 平面

• 核心内涵：是地球物理流体力学中对科氏参数的一种简化近似方法。地球自转的科氏参数 \(f = 2\Omega\sin\varphi\)（\(\Omega\) 为地球自转角速度，\(\varphi\) 为纬度），在研究中尺度（水平尺度远小于地球半径）流体运动时，将纬度 \(\varphi\) 围绕参考纬度 \(\varphi_0\) 展开，近似为 \(f = f_0 + \beta y\)（其中 \(f_0 = 2\Omega\sin\varphi_0\) 为参考纬度的科氏参数，\(\beta = \frac{df}{dy} = \frac{2\Omega\cos\varphi_0}{R}\) 为科氏参数的纬向变化率，y 为偏离参考纬度的纬向距离）。
• 学科意义：β- 平面近似既保留了科氏力随纬度的变化效应（β 效应），又避免了科氏参数的复杂非线性形式，是研究中尺度旋转流体运动（如罗斯贝波）的常用简化手段。

2. 摩擦边界层 Ekman Pumping 的形成机制

• 核心机制：Ekman 层是旋转流体在固壁（如海底、海面）边界受湍流摩擦力作用形成的边界层，层内流体运动由科氏力与摩擦力平衡主导，形成 “Ekman 螺旋” 式的水平运动。当 Ekman 层内的水平质量输送出现辐合 / 辐散时，会驱动垂直方向的流体运动，这一垂直运动即为 Ekman Pumping（抽吸）。
• 具体过程：以海面边界层为例，风应力驱动表层 Ekman 层内的流体做螺旋运动，若风场存在旋度，会导致 Ekman 层内水平流体的辐合（如气旋式风场对应辐合），迫使流体向垂直方向运动（辐合对应下沉抽吸，辐散对应上升抽吸）；其本质是风应力旋度通过 Ekman 层的质量输运，转化为垂直速度场的强迫源。

3. 流体质点穿越等深线运动产生的波动及原因

• 产生的波动：会产生地形罗斯贝波（山地罗斯贝波）。
• 原因：旋转流体中，罗斯贝波的形成与 “绝对涡度守恒” 相关。当流体质点穿越等深线运动时，流体的有效深度发生变化（等深线代表地形坡度，穿越等深线即深度改变）；根据位涡守恒原理，深度变化会等效于科氏参数的变化（类似 β 效应，称为 “地形 β 效应”），从而激发波动 —— 这种由地形深度变化驱动的罗斯贝波，即为地形罗斯贝波。

1. 考博信息网官网：http://www.kaoboinfo.com/
2. 广东海洋大学历年考博真题下载专用页面：http://www.kaoboinfo.com/shijuan/school/408061_1_2512461.html